Question

研究人员通过改变遮光率来探究不同光照强度对大棚内某植物光合作用的影响，实验结果如下图所示(实验期间分别于11时和14时打开和关闭通风口)。假设该植物的呼吸速率保持不变，回答下列问题：

(1)图中8时，遮光90%组植物所需CO₂的来源是________。若18小时之后，大棚内CO₂浓度增加，原因是____。

(2)10时到11时，遮光70%组净光合速率下降的主要原因是________________。12时到15时，自然光照组的净光合速率明显下降，原因可能是________________________。

(3)经测定，完全遮光条件下该植物的CO₂释放速率为2 μmol·m^－2·s^－1，则9时自然光照组该植物的CO₂固定速率为______。

(4)图中8时，若突然除去遮光90%组的遮光物，则短时间内该植物叶肉细胞中C₃的含量会减少，其原因是_______________________________。

Answer

线粒体和外界环境 大棚内植物呼吸作用释放CO2的速率大于光合作用吸收CO2的速率 CO2浓度过低(或CO2供应不足) 大棚内温度升高，引起气孔部分关闭，CO2吸收量减少，导致光合作用的暗反应过程受阻 12 μmol·m－2·s－1 光照增强，植物光反应产生的[H]和ATP增多，C3的还原速率增大，而短时间内C3的生成速率不变

【解析】

影响光合作用的环境因素主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度等。据此结合题图分析：该实验的自变量为光照强度、二氧化碳浓度，通过遮光程度来设置不同的光照环境，因变量是净光合速率。

（1）根据图形：遮光90%的组在8时，净光合速率大于0，说明光合作用大于呼吸作用，所需二氧化碳来自于自身有氧呼吸在线粒体基质中产生以及外界环境供给，大棚内植物呼吸作用释放CO2的速率大于光合作用吸收CO2的速率，大鹏内CO2浓度才会增加。

（2）据图分析，图中10时到11时二氧化碳的浓度急剧下降接近于0，此时光照和温度不是限制光合作用的因素，而二氧化碳浓度成为限制各组光合速率的主要因素。各组光合速率下降是因为分别于12时、13时、14时，因为大棚内温度升高，引起气孔关闭（气孔导度下降），CO2吸收量减少，导致光合作用的暗反应过程受阻。

（3）完全遮光条件下该植物的CO2释放速率为2 μmol·m－2·s－1，为呼吸速率，从图形可知9时完全遮光组净光合速率为10μmol·m－2·s－1，植物的CO2固定速率为净光合速率+呼吸速率=12μmol·m－2·s－1。

（4）若突然除去遮光90%组的遮光物，光照增强，光反应产生的[H]和ATP增加，C3的还原增加，而短时间内C3的生成速率不变，细胞中C3的含量减少。